專利名稱：具有有效排出物制冷的烷基化方法
具有有效排出物制冷的^4化方法發(fā)明背景本發(fā)明^m涉朋^4化劑:^i^^^化底物的方法。本發(fā)明糾涉狄 基^#出物的分離和熱交換。用娛基化劑(例如烯經(jīng))娛基化^4化底物(例如^l^經(jīng))是放熱反應(yīng)。 工業(yè)上^JU催化劑在較低溫度下實(shí);^4化，這有助于提高^^化物，有價(jià)值產(chǎn) 物的產(chǎn)率。最佳^4化溫度取決于許多因素，包括所選擇的催化劑，但;lj^4化 A^器^fr-50-100。C (-58-212下)下運(yùn)行。；^4化^Ji器的排出物M常 在該溫度范圍內(nèi)。因此，該排出物帶來3方面的獨(dú)特技^a兆戰(zhàn)回收產(chǎn)物烷基化 物，利用娛J^化^J^所釋故的熱，以及將反應(yīng)物在適^f氐的溫度下循環(huán)到反應(yīng)器。 5賄^^化裝置嘗艦過閃蒸紐器排出物來克月U1種挑戰(zhàn)。這得到包含大 部分^JS^^化底物的蒸氣。接著將該蒸氣像制冷劑一樣用在制冷系統(tǒng)中；的 確，它通常4皮稱為"制冷劑"。將其壓縮、冷凝，接著閃蒸。這些步驟得到既是冷 卻劑又;l^物的料流。因此，該料流非常適合循環(huán)到紐器中。US 5,750,818 (Mehlberg等)描述了將循環(huán)到^^化紐器的^^烴底物^卩的^^化方 法。Elaine J. Chang, Process Economics Program Report No.88A, Alkylation of Motor Fuels (1993年2月)，SRI International, Menlo ParK California描述了 硫酸和自動(dòng)制冷的娛^-化方法。令A(yù)Jt憾地，當(dāng)所述蒸氣包含在常^L^凝^H牛下不冷凝的樹組分時(shí)，J賄 裝置無(wú)法令人滿意地工作。這些組絲常包括(但不P艮于)氫氣、氯化氫、甲烷 和乙烷。它們共同被稱為"不可冷凝物"，即使它們?cè)诜浅８叩膲毫偷偷臏囟认?大部分肯定冷凝。但是在^^化工藝中辦'J冷劑壓縮到如此高壓力驚AJ^昂貴。因此，尋,討財(cái)法來回^^^化物，利用紐熱并循環(huán)^Jl的^^化底物。發(fā)明內(nèi)容本文公開了其中通過與^&化^JI器排出物熱交換來冷卻制冷劑的^^f匕方法。當(dāng)該排出物包含在為了將它們循環(huán)到烷基化反應(yīng)器的常^L^凝務(wù)f牛下不冷 凝的組分時(shí)，本方法的優(yōu)點(diǎn)即有^iE見。狄當(dāng)^&化催化劑包含氯化物和排出物 包含氯化氫時(shí)的情況。本i^斤公開的方法有助于循環(huán)M組^4口氯化氬并減少氯 化氫損失，而不需要額外的壓縮成本。本方法iiii用于當(dāng)由于烷基化反應(yīng)器的設(shè) 計(jì)和/或M器排出物的性質(zhì)導(dǎo)致4t^ M器排出物直"I^P^^化反應(yīng)器不可 行時(shí)的情況。在一種實(shí)施方案中，本發(fā)明;lj^4化方法。^^化底物在紐器中^C^4化 劑^^化，形威^^^化物。M應(yīng)器回收包舍^^化物和^^化底物的^器排 出物。將至少部分的M器排出物減壓，并M閃蒸以形成包舍^^化物和g 化底物的制冷劑交換器進(jìn)料。在制冷劑熱交換器中加熱至少部^^冷劑交換器進(jìn) 料。從制冷劑熱交換器回收包舍^^化物和^4化底物的制冷劑交換器排出物。 將至少部W'J冷劑交換器排出物i!U'j排出物氣液分離器。從該排出物氣液分離器 回收包舍^4化底物的氣相和包舍^^化物的斜目。將氣相壓縮形成包舍^^化 底物的g縮料流。將至少部分經(jīng)壓縮料流至少部分冷凝以形成包舍^^化底物 的經(jīng)冷凝料流。在制冷劑熱交換器中，熱間接i^A^少部分經(jīng)冷凝料流交換到至 少部^^冷劑交換器iW，以形成包^"^^化底物的^H卩循環(huán)流。將至少部分的該^Hp循環(huán)流循環(huán)到反應(yīng)器。^y^目中回^m^化物。在發(fā)明的詳細(xì)描述中描述本發(fā)明的其它實(shí)施方案和優(yōu)點(diǎn)。附圖簡(jiǎn)述

圖1和2表示本發(fā)明的實(shí)施方案。發(fā)明的詳細(xì)描述用于本發(fā)明的原料;1^&化底物和^4化劑。^4匕底物;1鏈院烴，例如具 有4 - 6個(gè)碳原子的支化皿烴。合適的皿爛包括2-曱基丙烷( 一般稱為異丁 烷)、2-甲基丁烷(或異戊烷)、2^3-二甲基丁烷、2-甲基戰(zhàn)和3-甲基戊烷。可以^f^]一種以上的皿烴。用^4化劑將^4化底物^&化。^4化劑通常是具有2-6個(gè)^f、子的烯 烴。這種烯徑的例子包括乙烯、丙烯、l-丁烯、順式-2-丁烯、反式-2-丁烯和異丁 烯?？梢証JD—種以上的烯經(jīng)?？梢约裗H^f可合適的催化劑^U^iS亥^^化。雖然^&化催化劑可以是液 體，例如氟化iLiU爐，但絲的催化劑是固絲非均相催化劑。US 6，2，114Bl (Shields等)描述了合適的固體催化劑，通過《1用將其內(nèi)容結(jié)合于此。本文所公 開的方法一^L非常適合包含卣化物的催化劑。 一種這樣的催化劑是浸有單價(jià)陽(yáng)離 子，特別是堿金屬陽(yáng)離子或處金屬陽(yáng)離子的耐高溫it^ft化物，其結(jié)合表面羥 基已經(jīng)至少部分與Friedel-Crafts金屬卣化物^1，如US 6^392，114B1中所述。 ;^^化A^器可以是^^可合適的^i4匕紐器。當(dāng)^J^雄化劑是固體時(shí)，可以 使用傳送iCMi器(transportreactor) 。 US6^92,114描述了合適的提升管^！ 器。合適的娛基^ft^f牛包括-50 - 100。C (-58 - 212T )的溫^1和^^^^T作為'液 M在所需的壓力。該壓力通常為1380-4830kPa(g) (200-700psi(g))。由于 -"^會(huì)相對(duì)于^&化劑提供過量的)^^化底物，^&化底物與^^化劑的總摩爾 比""fc(; 5:1-20:1。 ^^化劑在^^化反應(yīng)器的多個(gè)位置注入可以用來使平均 摩爾比4橫高于該總摩爾比。；^^化紐器可以是^^可合適的^[器，例如提升 管M器。紐器和紐糾-"^要選擇成使得^I物轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物選擇率和催 化劑穩(wěn)定性ii^目標(biāo)值。但是，如果希望，^4頁(yè)域技權(quán)員可以優(yōu)4t^妝些參 數(shù)，以影響產(chǎn)物回#組分循環(huán)。^^^排出物-*包舍>^^化目標(biāo)產(chǎn)物(^4化物)、副M的副產(chǎn)物 和^J^的^^化底物。當(dāng)用丁烯^4化異丁烷時(shí)，^4化M排出物通常包含 具有1-12個(gè)碳原子的烴，包括曱烷、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、戊烷、 麟、己烷、絲、辛烷、壬烷、癸烷、十一絲十二烷。才財(cái)居^^化催化劑， ;^^化紐排出物還可能包M鹵物質(zhì)。含鹵物質(zhì)典型地以基于^i^^排出 物的重量一9歐大于250 wtppm鹵素的濃度存在，并且通常為1000 -10000 wtppm 卣素。含鹵物質(zhì)的例子包括有機(jī)囟化物和卣化氫。這些物質(zhì)包括有機(jī)氟化物、有機(jī)氯化物、有機(jī)溴化物、氟化氫、氯化氫和溴化氫。有機(jī)卣化物的例子包^^^ 化劑的卣化產(chǎn)物，例如丙基氯和丁基氯。才財(cái)居本文所公開的方法，^分或4^^J^^器排出物的壓力M應(yīng)壓力斷^f'j更低的壓力。^tei4i^t過閃蒸進(jìn)行。閃蒸優(yōu)絲常焓下進(jìn)行，但;LMl 器排出物的焓可以變化。由于烷基^MI器排出物中的烴通常在液相中，閃蒸通 常使排出物中的某些輕質(zhì)烴如^4化底物氣化。因而所得M器排出物可以是氣 體和液體的兩相;^^4勿。閃蒸也斷^JS器排出物的溫度。即使^i器排出物可能隨其攜有烷基化反 應(yīng)的某些生成熱，但紐器排出物的溫度在閃蒸后^^足以允if^分或4^紐 器排出物用于通過間接從另-^H危交換熱而^P該料流。il^JtiM口熱了^Jl器 排出物。被^P的該沐;^少部分由^目形成，所述^目本身通扭間接熱交換 后將M器排出物相分離而形成。反應(yīng)器排出物在間接熱交換后的相分離在一般為0 - 438 kPa(g) (0-70 psi(g))的壓力和-*為-9 - 32。C (15 -卯下)的溫度下i^f亍(所逸醫(yī)力也可以j氐 于大氣壓，條件;UMl合適的M來限制或防止空氣進(jìn)入)。更^^地，這些條 fW分取決于^Jl器排出物(或由其得到的斜目)在^^f匕反應(yīng)器到烷基化產(chǎn) 物回收部分的途中的閃蒸次數(shù)。每一級(jí)閃蒸*降低經(jīng)閃蒸的料流的壓力和溫 度，因此-"^L情況是級(jí)狄多，級(jí)與級(jí)之間的壓轉(zhuǎn)溫絲小。因而，級(jí)姚多， M器排出物在間接熱交M的相分離的壓力和溫y^^接^^化M器自身 的壓力和溫度。^"單級(jí)閃蒸的相分離在一^ 69-207kPa(g)(10-30psi(g))、 絲103 -172 kPa(g) (15 — 25 psi(g))的壓力和-^to^ 7 - 18°C (45 - 65°F )、 優(yōu)選10-16。C (50 - 60°F )的溫度下進(jìn)行。如M在兩級(jí)閃蒸，相分離在-"fc(; 207 - 414 kPa(g) (30 — 60 psi(g))、艦241 — 379 kPa(g) (35 — 55 psi(g))的壓 力和"^J^7-24。C (45-75下)、她10-21°C (50-70°F)的溫度下ii4亍。 如絲在三級(jí)閃蒸，相分離在一fc^ 241 - 483 kPa(g) (35 - 70 psi(g))、優(yōu)選276 -448 kPa(g) (40-65 psi(g))的壓力和^fci 18 - 32。C (65 - 90°F )、艦21 -29。C (70 -85下)的溫度下進(jìn)行。從該相分離所得的^目相對(duì)于M器排出物富舍^J^化底物，所得的，;^目貧舍^^化底物。通過與M器排出物間接熱交換而被^卩的料流有時(shí)在本文稱為制冷劑，因?yàn)樗灶愃朴谥评鋭┤绾卧谥评湎到y(tǒng)中使用的方式用在本i^斤公開的方法中。將 至少部分由相分離的M目形成的該制冷劑壓縮。在壓縮^且在間接熱交換步驟 中^HP之前，^^冷凝器辦'j冷劑至少部分冷凝。通常該冷凝器是7jc或空氣4^卩 的熱交換器，但是其它用于冷凝器的冷卻劑也可以。例如，冷凝器冷卻劑可以是 外制冷裝置的工作制冷流體，或者它可以是產(chǎn)物回收部分中需M沸的料流。另外間接熱交^身可以部分冷凝、完全冷凝制冷劑或斷g溫度?？梢圆?用^f可合適的間接熱交換器。在間接熱交換步驟之后，制冷劑的溫度""^fe^ 器排出物在間接熱交躲的相分離溫度以上2 - U。C (3 -20下)、m 3 - 8。C (5-15下)。制冷劑的壓力""^夠?qū)崿F(xiàn)期望程度的冷凝。在間接熱交換&，制冷劑或者是包含未冷^i且分的兩相氣液^^物(部分冷凝)，或者^:單一斜目(完全冷凝)。4而言，制冷劑通過間接熱交換已冷 卻到實(shí)踐中可以達(dá)到的低的溫度。盡管制冷劑主要包含在間接熱交換^幾乎完 全冷凝的^J-化底物，但^器排出物以及由此制冷劑可能包含在冷凝步驟中或 在間接熱交換步驟中沒有冷凝的組分。這些組分沒有冷凝，因?yàn)樗鼈冊(cè)谥评鋭┲?的濃度已經(jīng)上升或以其它方式超過它們?cè)谥评鋭┮雅c反應(yīng)器排出物間接熱交換 之后的溫度和壓力條件下在制冷劑中的溶解7jc平。這些未冷^^且^it常具有比烷 基化底物要少的^f、子。這些未冷^i且分占了在間接熱交換步驟^存在的1^f可 ^目的大部分，除了由于該^目與液相接觸的^^可(或接近)平餘濃度的^^化 底物以外。在某些情況下，^i^將在制冷劑中的這些未冷^i且介逸回烷基化反應(yīng)器。例 如，在制冷劑中的氯化氬可育^間接熱交換步驟的出口糾下沒有冷凝，但如果 ^i^t^含氯化物的固體催化劑存在下紐，M氯化氫冷凝。如果氯化氬冷凝， 則如果將液相循環(huán)到娛基4t^應(yīng)器，氯化氳^Mf返回。所以在這種情況下，M 制冷劑在間接熱交換之后的狀態(tài)足夠使制冷劑中至少99% 、更優(yōu)i^斤有氯化氫保 持在';^目溶液中。^f可未冷凝的氯化氬會(huì)從制冷劑中損失，并且不得不通過向烷 基^^應(yīng)器中加入補(bǔ)充氯化物進(jìn)^^換，除非將其回收并返回該工藝中。在制冷劑中的將其冷凝，伏選返回^4化反應(yīng)器的組分的最佳量取決于不冷凝該組分的成"冷凝該組分的成本的經(jīng)^hf衡。不冷^i且^4口氯化氬的成本包 括加入補(bǔ)充氯化物以M理?yè)p失氯化氫的成本。這些成本會(huì)與高壓設(shè)備以及4M寸冷劑壓縮到足夠高的釋放￡力以冷凝該組分所需的詔〕沲的成;^目抵消。^4頁(yè)域技 #員可以確定該最佳量。在其它情況下，制冷劑中未冷^i且分優(yōu)選不送回烷基化反應(yīng)器，如在皿經(jīng) 比^4化底物輕或具有更少碳原子的情況下。當(dāng)異丁^J^^化底物時(shí)，例子包 括丙烷、乙#甲烷。這種組分^4##在^目中，并站將^^化底物循環(huán)到 ^4化紐If^前通過蒸餾或相分離將其與^&化底物分離?？梢詫?duì)^^化M器排出物在間接熱交換后的相分離得到的斜目本身進(jìn)行閃蒸，接著相分離一次或多次。每次接連的閃蒸和相分離^^MM目中提WI絲多的^^化底物和其它組分。所以，相對(duì)于被閃蒸的'w目，每次所得的q目 富舍^4化底物，每次所得的斜目貧舍^&化底物。所得^目可以在一個(gè)或多個(gè)壓縮階段中^to縮，并可以最終與^Mo^4^^器排出物的最初相分離得到的氣相相M。 4^頁(yè)域技#員可以優(yōu)化閃蒸、相分離和壓縮階段的次數(shù)，以及它們的IM乍務(wù)降，以令人期望地回^im4化底物和^^化物，并使im成;M"于給定 的資產(chǎn)設(shè)備花費(fèi)&"最低。對(duì)于兩級(jí)閃蒸(和壓縮)，第^目分離在-^為21-117kPa(g) (3-17psi(g))、優(yōu)選55-83kPa(g) (8-12psi(g))的壓力和1 為-4-13。C (25-55下)、優(yōu)選-l-10。C (30-50下)的溫度下進(jìn)4亍。對(duì)于三級(jí) 閃蒸，第^目分離在-"fc^ 138 - 276 kPa(g)( 20 - 40 psi(g))、艦172 - 241 kPa(g)(25-35 psi(g))的壓力和""to(; 4 - 18°C (40 - 65°F ) 、 7 - 16。C (45 - 60T ) 的溫度下進(jìn)行。對(duì)于三級(jí)閃蒸，第^目分離在-"fc^ 0-69 kPa(g)( 0 -10 psi(g))、 艦7-34 kPa(g) (l-5psi(g))的壓力和-"fc^-9-2。C (15-35下)、艦-7--rC (20-30T)的溫度下進(jìn)行。在后一情況下，壓力可以低于大氣壓，^ 是本文前面關(guān)于空氣*的要_求。參照?qǐng)D1和2可以更全面i^解本i^斤z^開的方法。圖1和2的說明是針對(duì) 異丁烷作為娛J^f匕底物、丁烯異構(gòu)體^^作為娛基化劑、氯化氫作為M器排 出物中的含卣物質(zhì)而描述的。但是，這些紐物和含卣物質(zhì)的選擇并非意在P艮制 如權(quán)利要求所述的本發(fā)明范圍。＝JJWE參照?qǐng)Dl,混合丁烯原tt^t過管線12 i^A^&化反應(yīng)器10。 丁烯可以 在不止一處引A^jS器10。包絲鮮和循環(huán)異丁烷的料流作為^&化底物通過管 線14 iiA^器10。 ^^化^Jll^吏用應(yīng)用氯化物的固體催化劑。^^化M 器排出物包舍^^化物、異丁烷、丙烷、乙烷、曱^氯化氫。這些d-C3皿 烴可能是已lt^^AA^器，或者可能是已作為^^化副產(chǎn)物形成的。該排出 物甚至可能包含由于催化劑再生產(chǎn)生的一些氫氣。^^化^JS器排出物流過管線16，分成兩部分。一#分^^管線17，并經(jīng) 膨脹閥18閃蒸，從而斷氐了該部分的壓力和溫度。經(jīng)閃蒸的部分是具有與^ 器排出物相同組成的兩相氣液〉'^^物。經(jīng)閃蒸的部分力tit管線20， iiA制冷劑熱 交換器22。通過間接熱交換，經(jīng)閃蒸的部分從力tit管線38的料流中移走熱，從 而將該部分紐器排出物加熱。脅熱的部^f乃是兩相氣液^^。該部分-組 管線24，與在管線70中流動(dòng)的料^^并，流過管線25，并iiX氣液分離器26。 圖1和2繪出的M離器26和其它氣液分離器如圓柱垂直取向的絲，但是水 平取向的紹或^f可合適的相分離設(shè)備柯以用于這些氣液分離器，包括幫助相分離的內(nèi)構(gòu)件。從分離器26經(jīng)管線28回收富含異丁^JL包含丙烷、乙烷、甲烷 和氯化氬的^4目(氫氣可肯^在，寸旦是如果如此，它相比^H化氫僅以少量存在)。 該^4目被視為本工藝的制冷劑。壓縮器32壓縮該^i目，并將其釋出送進(jìn)管線34。 7PHP的冷凝器36冷凝管線34中經(jīng)壓縮的部M流，并且兩相氣液)V^^iit 管線38， ^交換器22。在交換器22中，異丁烷進(jìn)一步冷凝。交換器22辦'J 冷劑^卩到如jtb^呈度，以使^^交換器22的出口回收的^p循環(huán)流的壓力下， 大部分氯化氫冷凝，并溶解在管線40中的富含異丁烷'^目溶液中。在管線40中流動(dòng)的^Hp循環(huán)流包含比烷基化底物輕的皿烴和/或氯化氫。由于這些組分在^i^t^器中沒有以任何顯著的程JL^，所以循環(huán)所有這些 CrC3皿烴和任何氫氣使得它們可以在制冷劑中積累到不可冷凝的濃度。這些 組分優(yōu)i^^^可方便的位置從制冷劑中清除。 一種可能I"生是從管線28釋出滑流 (slipstream),盡管該選#^節(jié)約了在壓縮器32中壓縮滑流的成本，但壓縮器的 吸取￡力對(duì)于該滑流作為實(shí)用物質(zhì)用于其它地方可能過低。其它兩種可能性是從 管線34或38釋出滑流。雖然這些位置在較高且更適用的壓力下排出滑流，但它們pijli了滑^^交換器22中與M器排出物交換它的熱，從而減少了M器排 出物氣4沐由此制冷劑本身的流動(dòng)。但是這兩種可能性就冷凝器36的負(fù)荷而言 并不等同。(冷凝器36和/或交換器22也可以具有通常關(guān)閉的釋出口；該釋出口 可以打開以除去"不可冷凝物"。)如果在管線40中的^H卩循環(huán)^^兩相混合物， 則第四種可能I"生是將在管線40中流動(dòng)的部分或4^沐j^l^氣液分離器(未 示出)，形成^f目和液相，將所得^目從工藝中除去，并將所得斜目導(dǎo)向泵42。 這有助于防止泵42中的氣蝕，絲過將d-C3瓶經(jīng)和/或氫氣棘輛出的料 流中而使異丁烷損失ii^最低。另一方面，如lg管線40中的^H卩循環(huán)iii^單 一'^目，則可以優(yōu)選將滑^A管線40送到產(chǎn)物回收部分88。這種情況下，將滑 ^iil^閃蒸筒或脫丙烷蒸餾塔(未示出)。閃蒸筒或脫丙;^劄夸d-C3皿烴和/ 或氫氣濃縮在其頂部流中，該頂部流要經(jīng)管線90從工藝中除去；異丁鍵被回收 在其底部流中，該底部^^經(jīng)管線92或經(jīng)管線12 (通it^示出的管線)循環(huán)到 ^^化反應(yīng)器10。產(chǎn)物回收部分88包括閃蒸筒和脫丙烷塔。關(guān)于這些選旨案 的優(yōu)^i^^屬于^4頁(yè)域技;pv員的技能。不管選擇在什么位置清除CVC3,烴和氯化氫，大部分或全部制冷劑^it 管線40，并由泵42 fJ'jiiiAiti^^應(yīng)器10或產(chǎn)物回收部分88所需的壓力。 除了iiL^產(chǎn)物回收部分88的^fT滑流，泵42的排放流么組管線44，與在管線 94中流動(dòng)的料^^并，并經(jīng)管線14返回)^^化反應(yīng)器。M器排出物的其它部分^lt管線62，并經(jīng)膨脹閥64閃蒸，從而剮氐了該 部分的壓力和溫度。該經(jīng)閃蒸的部分也是具有與M器排出物相同組成的兩相氣 液';^^ 。經(jīng)閃蒸的部分itit管線66，敘交換器68。利用間接熱交換，紐 器排出物的該經(jīng)閃蒸部分從^it管線92的含異丁烷循環(huán)流中移走熱。在該循環(huán) 力ti4回^4化^i器10 ^L前將其^P的同時(shí)，該熱交換將^JI器排出物的該部 分的某些加熱和/或氣化。交換器68的排出物流過管線70,與在管線24中流動(dòng) 的部分排出物合并，流過管線25,并iiA分離器26。從分離器26回收的在管線80中的'斜目包^"^&化物，并JUf常也包含一些 異丁烷，但它相對(duì)于在管線25中流動(dòng)的料流貧含異丁烷。該液相流到產(chǎn)物回收 部分88。盡管未示出，產(chǎn)物回收部分88通常由前面提到的閃蒸筒或脫丙烷蒸餾塔以;Sjf常稱為異汽提器(isostripper)的脫異丁烷蒸餾塔(未示出)組成。將 管線80中的'^目和管線86中的由正丁烷和異丁烷的混^4勿組成的現(xiàn)場(chǎng)(field) 丁烷^iH^異汽提器。從該異汽提器回收在管線84中的正丁烷流、在管線82中 的烷基化產(chǎn)物流和在管線92中的異丁烷流(其包含經(jīng)管線86 illA的新,丁烷 和循環(huán)異丁烷)。任選地，可以在管線82中回收部分或全部正丁烷。
將在管線92中的料流中的異丁烷經(jīng)交換器68、管線94和管線14循環(huán)到烷 _&化反應(yīng)器10。該路線在將循環(huán)^f鮮異丁烷i^A^4化反應(yīng)器10之前在交換 器68中將其^HP。管線14中的料iitfr^&為-4-27。C (25-80下)的溫度下。 盡管圖1中未示出，但管線92和12中的料流可以通過與在管線80中流動(dòng)的部 分或4^P斜目進(jìn)行熱交換而轉(zhuǎn)。
圖2示出了類似圖1的系統(tǒng)，但具有三級(jí)壓縮。圖1和2中的類似項(xiàng)具有類 似(但不相同)編號(hào)。丁烯原M過管線312 iiA^應(yīng)器310。含異丁烷的料流 通過管線314 i^A^應(yīng)器310。娛基化^器排出物流過管線316,并經(jīng)閥318 閃蒸。所得氣液》V^^勿流過管線320， iiX制冷劑熱交換器322，在此當(dāng)它^卩 管線338中的料流時(shí)它進(jìn)一步氣化。該交換器排出物流過管線324,并i^氣液 分離器326。從分離器326在管線328中回收富含異丁;^iL包含d-C3皿烴和 氯化氫的^目。該^目與在管線360中流動(dòng)的料^^并，形成在管線330中的料 流，它在本工藝中充當(dāng)制冷劑。壓縮器332壓縮該料流,并將其釋出送進(jìn)管線334。 7PH卩的冷凝器336冷凝管線334中的部^流，并且氣液^^^it管線338， i^A交換器322,在jth^行幾乎完全冷凝。所有氯化氬在管線340中的富含異丁 烷的液相溶液中。
全部制冷劑:^tit管線340,送到泵342，該泵#^冷劑泵送至管線344。某 管線(未示出)將泵342的排放流的滑流從管線344攜到產(chǎn)物回收部分388。泵 342的排放流的主體與在管線392中流動(dòng)的料a^4f， ^it管線394，在循環(huán)熱 交換器368中冷卻，并經(jīng)管線314返回烷基化反應(yīng)器310。
從分離器326回收的在管線346中的'斜目包舍^4化物，并JU目比較在管線 324中流動(dòng)的料流貧含異丁烷。該、^目經(jīng)膨脹閥348閃蒸，這降低了該、;iM目的壓
力和溫度，并形成兩相混合物；該混^^tit管線350, iiA氣液分離器352。從分離器352經(jīng)管線354回收富含異丁MJL包含曱烷、乙烷、丙#氯化氫的氣 相。該^目與在管線378中流動(dòng)的料^^f形成管線356中的料流。壓縮器358 壓縮該料流，并將其釋出^ii管線360。
從分離器352回收的在管線362中的液相包舍^^f匕物，并JMU比較在管線 350中流動(dòng)的料流貧含異丁烷。該斜目經(jīng)膨脹閥364閃蒸，這斷氐了該'^目的壓 力和溫度，并形成兩相混合物；該混^4勿^it管線366， iiA交換器368。該經(jīng) 閃蒸的^f目^HP在管線394中流動(dòng)的含異丁烷流,將為氣液^^4勿通過管線370 到氣液分離器372。從分離器372經(jīng)管線374回收富含異丁^iL包含曱烷、乙烷、 丙:^氯化氫的^i目。壓縮器376壓縮該料流，并將其釋出送進(jìn)管線378。從分 離器372經(jīng)管線380回收包舍^^化物并且貧含異丁烷的、^目。
管線380中的'^目流到產(chǎn)物回收部分388。管線386將攜有異丁烷原料的現(xiàn) 場(chǎng)丁烷流攜到產(chǎn)物回收部分388。將包含甲烷、乙烷、丙:^氯化氫的^t料流 經(jīng)管線3卯從該工藝中除去。從產(chǎn)物回收部分回收在管線384中的正丁烷流、在 管線382中的^^化產(chǎn)物流和在管線392中的含異丁烷流(其包M鮮異丁烷和 循環(huán)異丁烷)。
圖2中實(shí)施方案的變化方案使用兩級(jí)壓縮。因而，閥348、管線350、分離 器352和管線362不再需要，以使管線346中的料流直接流到閥364。管線354、 管線356、壓縮器358和管線360也#，管線378中的料流流到管線328與330 的連接處。
權(quán)利要求
1. 一種烷基化方法，包括a)在反應(yīng)器中用烷基化劑烷基化烷基化底物，以形成烷基化物；b)從所述反應(yīng)器回收包含所述烷基化物和所述烷基化底物的反應(yīng)器排出物；c)將至少部分的所述反應(yīng)器排出物減壓，其中所述至少部分的反應(yīng)器排出物在減壓后具有與所述反應(yīng)器排出物相同的組成；d)在制冷劑熱交換器中加熱減壓后的所述至少部分的反應(yīng)器排出物，并從所述制冷劑熱交換器回收包含所述烷基化物和所述烷基化底物的制冷劑交換器排出物；e)將至少部分的所述制冷劑交換器排出物送到排出物氣液分離器，并從所述排出物氣液分離器回收包含所述烷基化底物的氣相和包含所述烷基化物的液相；f)將所述氣相壓縮形成包含所述烷基化底物的經(jīng)壓縮料流；g)將至少部分的所述經(jīng)壓縮料流至少部分冷凝以形成包含所述烷基化底物的經(jīng)冷凝料流；h)在所述制冷劑熱交換器中，將熱間接地從至少部分的所述經(jīng)冷凝料流交換到所述至少部分的反應(yīng)器排出物，以形成包含所述烷基化底物的冷卻循環(huán)流；i)將至少部分的所述冷卻循環(huán)流循環(huán)到所述反應(yīng)器；以及j)從所述液相中回收所述烷基化物。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特4i^于通過閃^l夸所^少部分的反 應(yīng)器排出物減壓，以形成包含所i^4化物和所ii^^化底物的制冷劑交換器進(jìn) 料，其中所述制冷劑交換器，具有與所述至少部分的M器排出物相同的組 成，所述制冷劑交換器珊包含在制冷劑熱交換器中以所述制冷劑交換器iifr^ 加熱的所述部分^JI器排出物，并ili斤述制冷劑熱交換,熱從至少部分的所述 經(jīng)冷WF流間接交換到所述至少部分的制冷劑交換器悉阡，以形成包含所ii^ 化底物的^H卩循環(huán)流。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特4￡^于所述至少部分的經(jīng)冷凝料流在所述制冷劑熱交換器中至少部分冷凝，所述^Hp循環(huán)流包含冷凝相，并jl;斤 述至少部分的^H卩循環(huán)流的循環(huán)包括所述冷凝相的循環(huán)。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，^Wti^于所述^HP循環(huán)流包含卣化 氬，所述冷斜目包含至少99 %所述^p循環(huán)流中的卣化氬。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特4i^于所述^4化在固體催化劑 的存在下進(jìn)行。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所i^Ji器是傳送^J^器。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述傳送iCMl器是提升管紐器。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特4ii^于所述至少部分的制冷劑交 換器排出物在包括0-483 kPa(g)的壓力和-9-32。C的溫度的分離^ft下進(jìn)行分 離。
9、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特g在于所述排出物氣液分離器在相分離溫度下操作，所述冷卻循環(huán)流在高于所述相分離溫度2 - lrc的冷卻循環(huán)溫度下。
10、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征還在于所述氣相包含具有比所述烷基化底物要少的碳原子的輕質(zhì)組分，包含所述輕質(zhì)組分的排除流由選自所述 氣相、所述壓縮流、所述冷凝流和所述^H卩循環(huán)流的料流形成，并且將所述 排除流中的旨組分^MJ斤述方法中除去。
全文摘要
公開了一種其中通過與烷基化反應(yīng)器排出物熱交換而冷卻循環(huán)流的烷基化方法。
文檔編號(hào)C07C2/00GK101223118SQ200580051066
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者D·J·希爾茲, J·J·塞內(nèi)塔, R·L·梅爾柏格 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司